Protų žaidimai

Marco Della Torre sėdi priešais didžiulį plokščią ekraną, ant galvos dėvi keistą, vorą primenantį daiktą. Jis lėtai pakelia rankas, o ekrane pradeda švytėti ir drebėti virtuali uola. Šiek tiek šlubuoja, o paskui pakyla, trumpam pakibdamas ore.

Smegenų valdymas : Čia parodytas naujo Emotiv Systems vaizdo žaidimų valdiklio komercinės versijos prototipas. Belaidėse ausinėse yra 16 integruotų jutiklių, kurie registruoja elektrinius signalus iš smegenų.

Della Torre, San Francisko startuolio Emotiv Systems produktų inžinierius, demonstruoja naują bendrovės žaidimų valdiklį – ausines su jutikliais, galinčiais aptikti smegenų veiklą. „Emotiv“ ir jos konkurentas San Chosė „Neurosky“ kuria pirmuosius žaidimų įrenginius, kuriuose naudojama elektroencefalografija (EEG) – dešimtmečių senumo technologija, kurios metu ant galvos odos uždėti elektrodai matuoja elektrinį aktyvumą smegenyse.

Ši istorija buvo mūsų 2008 m. liepos mėn. numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Neurologų rankose EEG gali būti galinga priemonė, tarkim, nustatant epilepsija sergančių pacientų priepuolių šaltinį. Tačiau žaidimų kūrėjai nori naudoti EEG, kad žaidėjai galėtų valdyti virtualią aplinką savo protu. Jie tikisi, kad EEG taps kita didele kompiuterio sąsaja – žingsniu už tokius įrenginius kaip „Nintendo Wii“ nuotolinio valdymo pultas, leidžiantis žaidėjams paversti savo rankų judesius veiksmais ekrane.

Tiek „Emotiv“, tiek „Neurosky“ žaidimų pasaulyje sukėlė didžiulį triukšmą. Tačiau ar tikrai ausinės gali suteikti žaidėjų ieškomos patirties? Žmonės linkę kurti mokslinę fantastiką ir [naudoti EEG signalus] nusitaikyti į ginklą arba skristi lėktuvu, sako Kalifornijos universiteto San Diege neurologas Scottas Makeigas. Tačiau iš tikrųjų EEG pokyčiai yra susiję su budrumo ir susijaudinimo pokyčiais, kurie dėl savo prigimties yra lėti. Nelabai natūralu, kad bandyti jį panaudoti greitiems darbams atlikti.

DAUGIAU INFORMACIJOS:

• Epoc ausinės

  „Emotiv“, 299 USD
  Išleidimas numatytas 2008 m. atostogų sezonui

  
  
  

• Mąstysena

  Neurosky, maždaug 49 USD ir daugiau
  Visuomenei dar neprieinama

O smegenų signalų matavimas iš pradžių yra pakankamai sudėtingas. Pavyzdžiui, nedideli raumenų judesiai gali generuoti elektrinį potencialą, daugiau nei 10 kartų stipresnį nei neuronų. Mokslininkai, naudojantys EEG, bando išfiltruoti šį triukšmą įvairiomis priemonėmis: pagerindami jutiklio jautrumą tepdami galvos odą laidžiu geliu, sudėdami jutiklius į dangtelius, specialiai pritvirtintus prie tiriamojo galvos, ir taikydami sudėtingą signalų analizę. Paaiškėjo, kad sunku įtikinamai pašalinti EEG signalų užterštumą, sako Alanas Gevinsas, neurologas ir SAM Technology įkūrėjas San Franciske – bendrovė, kurianti EEG pagrįstus medicininius tyrimus dėmesiui ir atminčiai įvertinti.

Bandydami sukurti žaidimams tinkamas ausines, „Emotiv“ ir „Neurosky“ susiduria su nelengvu iššūkiu: joms neturi prireikti lipnių gelių, jos turi būti pakankamai paprastos, kad bet kuris vartotojas galėtų užsidėti (kad ir kokia keista jo galvos forma) turi naudoti vangus EEG atsakus, kad galėtų kontroliuoti greitus veiksmus. Norėdamas pamatyti, kaip jiems sekasi, šių metų pradžioje skridau į Kaliforniją, kad išbandyčiau abu jų įrenginius – padedamas Gevinso.

Multimedija

• Neurologas ir SAM technologijos įkūrėjas Alanas Gevinsas pasakoja apie EEG.

kaip Yoda
Sėdėdamas ant juodos odinės sofos elegantiškuose „Emotiv“ biuruose San Francisko centre, žaidimų prodiuseris Zachary'is Drake'as užspaudžia man ant galvos „Epoc“ ausines. Galvos kontūras televizoriaus ekrane priešais mane rodo signalo, gaunamo iš kiekvieno iš 14 ausinių elektrodų, kokybę. Mano registras dažniausiai geltonas – nuo ​​vidutinio iki prasto.

Bandau žaidimą, sukurtą specialiai tam, kad pademonstruotų Epoc galimybes. Priešais pagodą, pastatytą prieš stačių viršukalnių ir medžių siluetų kraštovaizdį, kovos menų meistras liepia man pakelti uolą, pasitelkdamas tik savo mintis. Bandydamas išgauti į Yodą panašų intensyvumą, sutelkiu dėmesį į uolą ir ranka darau kėlimo judesį. (Nors Della Torre sako, kad nebūtina fiziškai atlikti judesio, tai dažnai padeda.) Iš pradžių uola nieko nedaro. Tada jis šiek tiek pakyla, svyruoja ore ir nuskendo.

Žaidime yra keletas treniruočių, kurių metu programinė įranga ieško konkrečių elektrinės veiklos modelių, atsirandančių, kai galvoju apie uolos pakėlimą arba pakėlus judesį. Tada programa bandys aptikti tuos modelius ir į juos reaguoti, kai tik prasidės žaidimas. Teoriškai man nereikia įsivaizduoti, kaip pakelti uolą: bet koks konkretus smegenų veiklos modelis ar galbūt net raumenų aktyvumas gali būti susietas su komanda. Jei treniruočių metu ne kartą galvočiau apie stūmimą, kompiuteris tai laikytų signalu kelti.

Šis sistemos kalibravimas ne visada yra tikslus. Bandomojo važiavimo metu uola pakyla į orą, kai nusisuku nuo ekrano ir užsirašysiu užrašų knygelėje. Aš taip pat susprogdinu kalną nieko nedarydamas. Drake'as tai paaiškina sakydamas, kad esu kaip burtininkas, tik mokantis burti – kartais jie nutrūksta, kai net nesistengi.

„Emotiv“ ausinės turi dar dvi tariamas galias, kurios abi gali labiau atitikti EEG privalumus. Naudodamas raumenų signalus, gautus iš veido ir akių judesių, jis gali nuskaityti veido išraiškas, todėl gali padėti pagyvinti žmonių avatarus – jų skaitmeninius alter ego – tokiuose virtualiuose pasauliuose kaip Second Life. (Patobulintos programinės įrangos kameros kuriamos panašiems darbams atlikti.) Naujesnis yra laisvų rankų įrangos gebėjimas apytiksliai aptikti jūsų dvasios būseną – nesvarbu, ar esate susižadėję (pykstate ar dėmesingi), ar ne. Dangus kovos menų žaidime šviečia oranžine spalva, kai pradedu susikaupti, ir nublanksta, kai žiūriu pro langą.

Chrisas Linderis, kūrėjas, dirbantis su žaidimu, kuris bus pristatytas kartu su komercine Emotiv įrenginio versija, sako, kad jo komandai labiausiai patiko kurti funkcijas, kurios išnaudoja šiuos du jo aspektus. Nors Linderis, Demiurge Studios Kembridže, MA įkūrėjas, nenori atskleisti savo kuriamo žaidimo detalių, jis pateikia pavyzdį, leidžiantį žaidėjui vaikščioti vandeniu, bet tik išlaikant pastovų ramybės lygį. Jei per daug susijaudintumėte, tiesiog paskęstumėte, sako Linderis, kurio įmonė taip pat sukūrė keletą pirmųjų žaidimų, skirtų Wii.

Maždaug 50 mylių į pietus nuo „Emotiv“ biurų San Franciske yra pagrindinės jos konkurentės „Neurosky“, kuri, kurdama komercinį EEG įrenginį, ėmėsi daug paprastesnio požiūrio. Jos sukurtos ausinės turi tik vieną jutiklį, kuris remiasi ant kaktos, ir įmontuotą procesorių, kuris analizuoja gaunamus signalus prieš belaidžiu būdu siųsdamas duomenis į kompiuterį.

Neurosky prietaisas bando aptikti skirtingas proto būsenas, analizuodamas smegenų bangas – ritminius įtampos svyravimus, išmatuotus EEG elektrodais. Nors tarp psichinės būsenos ir konkretaus smegenų ritmo nėra vieno su vienu atitikimo, mokslininkai pranešė apie konkrečias sąsajas. Tam tikri teta ritmai, atsirandantys nuo keturių iki septynių hercų, yra susiję su mieguistumu. Alfa bangos, nuo aštuonių iki dvylikos hercų, būdingos atsipalaidavimui. (Alfa bangas taip pat galima sukelti užmerkus akis.) Algoritmai distiliuoja jutiklio užregistruotus elektrinius signalus į vieną išvesties skaičių, kuris vėliau gali būti naudojamas kaip valdymo elementas vaizdo žaidime ar kitoje programoje. Antrasis algoritmų rinkinys yra skirtas aptikti psichinę būseną, kurią įmonė vadina meditacija. (Kaip ir Emotiv prietaiso atveju, čia tikriausiai taip pat turi įtakos raumenų veikla. Pavyzdžiui, kai bandote susikaupti, greičiausiai sėdėsite ramiai ir nejudinsite galvos ar akių; raumenų aktyvumo sumažėjimas gali turėti įtakos į įrenginio analizę.)

Žaisdamas paprastą žaidimą, skirtą parodyti įrenginio galimybes, susikaupęs sėkmingai iškeliu virtualų bloką į orą. Aš taip pat padegiau šaką, palaikydamas tą susikaupimą: šaka kibirkščiuoja ir rūksta, o tada sprogsta į liepsną – tai netikėtai maloni patirtis. Tada žaismingai susikoncentruoju į vidų ir sugebu iš ežero iškelti nuskendusį lėktuvą.

Pirkėjas saugokis
Ką neurologai, kurie dešimtmečius naudoja EEG, galvoja apie šių įmonių bandymus mokslinių tyrimų įrankį paversti žaidimų technologija? Tie, su kuriais kalbėjausi, vienodai skeptiškai vertina tai, kad prietaisai priklauso tik nuo smegenų veiklos. (Neurosky priklauso tai, o Emotiv prezidentas Tan Le tvirtina, kad telekinezės funkcija naudoja tik elektrinius signalus, sklindančius iš smegenų.) Gerwinas Schalkas, Wadsworth centro Olbanyje, NY, tyrėjas kuria EEG pagrįstas sistemas. kurios leidžia stipriai paralyžiuotiems žmonėms bendrauti su kompiuteriais. Jis sako, kad naudojant jo antrosios kartos sistemą, norint valdyti vieną judėjimo laisvės laipsnį, reikia kelių valandų treniruočių – tai, ko reikia norint pakelti akmenį „Emotiv“ vaizdo žaidime. Norint sukurti daugiamatę valdymą, reikia daugiau praktikos. Jei norėtumėte pagauti signalus, kad erdvėlaivis judėtų į kairę arba į dešinę, žmogui būtų daug lengviau tai padaryti su veido išraiška, nei su smegenų veikla, sako Schalkas.

Alanas Gevinsas, kuris pastaruosius 40 metų studijavo EEG, sutinka. Jei jutikliai neužmezga tinkamo kontakto su galvos oda, jie šiek tiek pajudės ir, pajudėjus galvai, sukurs artefaktą, sako jis. Tokie artefaktai dažnai nėra tokie akivaizdūs ir nėra lengvai pašalinami algoritmiškai. „Emotiv“ atsisakė mums parodyti neapdorotus EEG duomenis, kuriuos surinko jo prietaisas, remdamasi susirūpinimu dėl nuosavybės, todėl nebuvo įmanoma nustatyti, ar ausinės ir analizės programinė įranga tikrai filtruoja triukšmą ir nuosekliai matuoja smegenų veiklą.

Nors Gevinsas pripažįsta, kad žaidimų sistemai nesvarbu, kokius signalus naudoja įrenginys, jis nerimauja, kad pervertinus EEG gebėjimą skaityti mintis gali pakenkti technologijos reputacijai. Jis sako, kad ant daiktų klijuojasi etiketės, kurios yra beprotiškos.

Kiti tikisi, kad EEG prietaisai gali būti pritaikyti medicinoje. Lesco Rogersas, skausmo valdymo specialistas Duke universiteto medicinos centre Durham, NC, derėjosi su Neurosky, kad išbandytų jo prietaisą, skirtą naudoti su insultu sergantiems pacientams. Rogersas svarsto apie labai paprastą šios technologijos panaudojimą, pavyzdžiui, leisti neįgaliems pacientams įsijungti televizorių. Jis sako, kad ši technologija man įdomi dėl kainos.

Tuo tarpu EEG gebėjimas išmatuoti budrumą ir susijaudinimą gali pridėti įdomų naują vaizdo žaidimų sluoksnį: netyčia rodant vieną iš Epoc funkcijų, dangus švytėjo ryškiai oranžine spalva, kai Della Torre, vis dar nešiojusi ausines po demonstravimo, ginčijosi su skeptiškai nusiteikęs mokslininkas. Tačiau ši technologija vis dar atrodo per ribota, kad galėtų pakeisti „Wii“ poveikį. Tiesa, „Emotiv“ ir „Neurosky“ prietaisai gali labai paprastai skaityti jūsų mintis – ir pakelti tą plokštumą su susikaupimo galia buvo labai įspūdinga. Tačiau tikėtina, kad prietaisų naujovė greitai išnyks, o žaidėjai, kurie tikisi gebėjimo tiksliai valdyti protą, greičiausiai nusivils.

Emily Singer yra VAIKAI biotechnologijų ir gyvybės mokslų redaktorius.

paslėpti